[實用新型]呼吸信號提取和呼吸運動引導裝置

無效

• 申請號: 200820172781.2
• 申請日: 2008-10-09
• 公開（公告）號: CN201260669Y
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 李寶生;李洪升;王立英
• 申請（專利權）人: 李寶生
• 主分類號: A61B5/113
• 分類號: A61B5/113;A61N5/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所
• 代理人: 李桂存

技術領域

本實用新型涉及一種醫療器械，特別是一種呼吸信號提取和呼吸運動引導裝置。

背景技術

對于受呼吸運動影響較大的胸腹部腫瘤，實施精確放療的關鍵是在模擬定位和放療實施過程中對靶區進行實時檢測和動態跟蹤。靶區實時跟蹤技術大致分為基于體內標記和基于體表標記兩大類。基于體內標記的實時跟蹤技術往往將標記物置于腫塊內部或者腫塊周圍，可利用標記物和腫塊之間的固定關系實時推測腫塊的位置，如日本北海道大學研發的X線透視成像腫瘤實時跟蹤系統(RTRT系統)。RTRT系統通過X線透視成像裝置實時顯示植入腫瘤內部或腫瘤周圍的金粒，檢測靶區的運動，在擺位校正、呼吸門控放療、實時跟蹤放療中得到了廣泛應用，是目前最常用的基于體內標記的靶區實時跟蹤裝置。但RTRT系統存在下列問題：①金粒植入操作有一定創傷性，增加了氣胸、出血、感染、麻醉藥物過敏等風險；②X線透視造成額外X線暴露；③放療過程中，部分金粒發生脫位。④植入單個金粒對腫瘤跟蹤時，不能識別腫瘤的變形和旋轉運動，因此，往往需要多金粒聯合。為此，人們嘗試通過提取身體表面的運動信息實現對靶區的實時跟蹤。瓦里安公司研發的是基于紅外攝像的實時跟蹤系統(RPM系統)。RPM系統是在患者腹部或胸部體表放置帶有紅外光反射物質的塑料塊，室內某位置的紅外光二極管發出紅外光，運動敏感攝像頭捕捉塑料塊上反射光的影像并傳給計算機，通過對影像的數字化處理得到體表標記物的運動信息，從而實現對靶區的實時跟蹤。實驗證明，RPM系統能夠有效記錄體表呼吸信號的幅度和時相，因此，在呼吸門控放療和跟蹤放療研究中得到廣泛應用。基于體表標記的跟蹤技術具有操作相對簡單、不增加額外X線暴露等優點，在用于四維CT掃描、呼吸門控放療和實時跟蹤放療等方面具有良好的應用前景。應用RPM系統對靶區進行實時跟蹤時，有兩個問題需要考慮：①體表標記物的運動能否有效預測體內腫瘤的運動。有研究顯示，利用多個體表標記點的綜合信號預測腫瘤運動，優于單一標記點跟蹤技術。因此，我們提出采用多標記點代替單一標記點，并建立回歸模型，利用多標記點的綜合信號對靶區位置進行預測的技術，以改善RPM系統單一體表標記點跟蹤腫瘤的不確定性；②放療過程中如何使體表標記物與體內腫瘤之間的運動關系保持恒定。呼吸運動是一種半自主運動，應用基于體表標記的靶區實時跟蹤技術時，有必要建立簡單、易重復的呼吸引導技術。

目前，應用較多的呼吸引導方式包括音頻引導和視頻引導兩種，音頻引導是給患者固定長度的“吸氣”、“呼氣”的音頻提示，使不同呼吸周期的長度保持一致，而視頻引導是患者按固定幅度的呼吸波形反饋性控制自己的呼吸，使不同呼吸周期的幅度保持一致。臨床實踐中，有的僅應用音頻引導，更多的是應用視頻引導。有研究顯示，與前兩者相比，結合視頻和音頻的引導能明顯減小腫瘤的殘余運動，多數患者不能同時配合復雜的視聽呼吸運動引導，因此，有必要通過改善呼吸信號的提取方式和顯示方式，簡化呼吸引導設備，開發一種患者更容易配合的呼吸信號提取和呼吸運動引導裝置。

發明內容

本實用新型要解決的問題是：提供一種呼吸信號提取和呼吸運動引導裝置，該裝置能準確地提取患者的呼吸信號，同時對患者的呼吸運動進行視頻和音頻引導，使患者的呼吸運動更有規律。

為了解決上述技術問題，本實用新型的呼吸信號提取和呼吸運動引導裝置，包括床位、置于床位上方的框架、激光發生器、三組攝像單元、用于顯示呼吸信號的顯示器和影像處理中心，所述框架包括一根位于框架前上方的可上下旋轉的橫梁，；所述激光發生器固定在橫梁上；所述三組攝像單元，一組固定在橫梁的中心，另外兩組分別固定在兩根側梁的前端；所述攝像單元通過數據線與數據處理中心相連接，所述顯示器與數據處理中心通過數據線相連接。

本實用新型的呼吸信號提取和呼吸引導裝置，還包括一個固定在墻壁上的喇叭。

本實用新型的呼吸信號提取和呼吸引導裝置，所述每個攝像單元包括兩個攝像頭。

本實用新型的呼吸信號提取和呼吸引導裝置，所述橫梁上設有一個支撐架，支撐架上設有一個可上下旋轉的平臺，所述顯示器置于所述平臺上。

本實用新型取得的有益效果是：(1)通過三組攝像單元，對患者的胸腹部運動進行追蹤，并通過對攝像頭提取數據的處理，獲取患者的呼吸信號；(2)呼吸信號提取過程中對患者進行視頻和音頻引導，并將所獲取的患者的呼吸信號與呼吸引導模板對比顯示，使患者能有效控制自己的呼吸狀態，從而達到呼吸運動引導的目的。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是顯示器所顯示的吸氣狀態圖。